在船舶工业领域,蓄电池作为关键的电力组件,其性能与安全性至关重要。根据船级社规范,蓄电池主要分为通风型蓄电池(Vented batteries)和阀控密封蓄电池(Valve-regulated sealed batteries)。其中,阀控密封蓄电池因无需频繁维护而广受青睐,实际上就是我们常说的船用免维护电池。
船用免维护铅酸蓄电池,即阀控式铅酸蓄电池(VRLA),其全称为阀控式铅酸蓄电池(Valve Regulated Lead Acid Battery),具有免维护的显著特点。这种电池采用密封结构设计,使用过程中无需额外添加酸或水,极大地方便了船舶的日常操作与管理。其内部构造精密,不会发生漏酸现象,也杜绝了酸雾的排放,为船舶环境的清洁与安全提供了保障。电池盖子上配备的单向排气阀,即所谓的安全阀,在电池内部气体压力超过预设安全值时能够自动开启,及时排出多余气体,随后自动关闭,确保在常规状态下的密封性。这一机制是维护船舶电气安全的重要保障,有效避免了因气体积聚而可能引发的潜在风险。
阀控式铅酸蓄电池进一步细分为AGM(吸收式玻璃纤维隔板)和GEL(胶体)两种类型。AGM电池以其高效率和可靠性成为当前船舶领域的主流选择。AGM技术利用玻璃纤维隔板吸附电解液,确保电解液与极板充分接触,同时防止电解液泄漏,进一步提升了电池的稳定性和安全性。其卓越的性能表现使其在船舶应用中备受青睐。虽然这两种电池类型有其独特的技术细节,但对于大多数船用场景而言,AGM电池凭借其高效的能量转换和较长的使用寿命,已成为船用免维护电池的代名词。
从电池的工作原理来看,铅酸电池在充放电过程中遵循以下化学反应式:PbO2+2H2SO4+Pb⇌2PbSO4+2H2O。在密封的蓄电池内部,部分水分会被电解为氢气和氧气。在正常工作状态下,氧气会与铅发生反应生成氧化铅,而多余的氢气则会在内部积累。当氢气压力超过安全阀设定值时,安全阀启动,排出氢气以维持电池内部压力平衡。氢气的排放是电池安全机制的一部分,确保了电池在各种工况下的稳定运行。
基于BV规范对蓄电池间的要求,"Electrical equipment for use in battery rooms is to have minimum explosion group IIC and temperature class T1"。这里的Group IIC指的是氢气所属的防爆组别,意味着电池间内的电气设备必须具备相应的防爆能力,以应对可能产生的氢气。T1温度组别则表示电气设备的最高表面温度需控制在一定范围内,以降低引发氢气燃烧的风险。根据温度划分标准,依次分为T1至T6六个组别,温度越高,电气设备的表面允许温度越低,以确保在有易燃气体的环境下安全运行。由于氢气的着火温度相对较高,不易被点燃,因此在蓄电池间允许电气设备的表面温度相对较高,例如照明灯具和感烟探头等设备的布置,其设计需充分考虑这些规范要求,以保障电池间的安全。
在船舶的实际布置中,蓄电池间的设计需遵循MSC.1 Circ.1343的指导原则。例如,电池通风装置应配备关闭装置,在特定条件下确保安全运行。当蓄电池间不直接通向露天甲板时,必须安装可关闭的通风口;若通风口高度超过规定值,或配备固定气体灭火系统,则同样需要考虑通风口的关闭机制。通常情况下,船舶的蓄电池间位于驾驶甲板,并直通露天甲板,因此在多数情况下无需额外考虑通风口关闭问题。同时,为保障空气流通,蓄电池间设有自然通风口,部分船舶还配备了蘑菇头通风帽以增强通风效果。
在更加细致的船舶设计中,借鉴英国船东互保协会的建议,电池间附近还应配备洗眼装置以及个人防护设备,如手套、胶鞋和眼罩等,以应对可能发生的紧急情况,为船员提供必要的安全保障。
对于作为关键设备和应急设备(如GMDSS、应急照明等)使用的船用蓄电池,UR E18要求船舶制定相应的蓄电池型号及维护保养计划,并将其纳入船舶管理体系(ISM)。这份维护保养计划与蓄电池容量计算书是两个独立的文件,前者专注于日常的维护操作与管理流程,后者则侧重于电池容量的理论计算与选型依据。对于船舶上其他用途的蓄电池,如应急发电机的第二启动源或电气设备的UPS,其具体要求则未在本文中展开。
船用免维护铅酸蓄电池凭借其先进的技术和设计,为船舶的电力供应提供了可靠性和安全性。从其工作原理到各种类型的特点,再到船级社规范对蓄电池间的要求,每一个环节都体现了对船舶安全和效率的高度重视。对于船舶管理人员而言,深入了解免维护蓄电池的特性和维护要点,严格遵守相关规范,是确保船舶正常运行和延长蓄电池使用寿命的关键。
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